Гидродинамические свойства разбавленных растворов полимеров

Вязкость жидкости

Течение жидкости связано с преодолением сил межмолекулярных взаимодействий. Вязкость жидкости является характеристикой возникающего сопротивления течению, т. е. внутреннего трения. Любые явления, связанные с возникновением трения, сопровождаются диссипацией (лат. dissipatio — рассеяние) энергии, и, с этих позиций, вязкость служит мерой энергии, рассеиваемой в виде теплоты в процессе течения жидкости.

• Диссипация энергии — переход части энергии упорядоченных процессов (кинетической энергии движущегося тела, энергии электрического тока и т. п.) в энергию неупорядоченных процессов, в конечном счете — в теплоту.

Для количественного определения вязкости рассмотрим течение слоя жидкости толщиной х между двумя пластинами (рис. 2.15). Предположим, что пластина В фиксирована, а пластина А сдвигается относительно В с постоянной скоростью v. Слой жидкости, прилегающий к пластине А (1_А)_У движется с той же скоростью, что и сама пластина. Из-за возникающего трения следующий слой /_р прилегающий к /_л, движется с меньшей скоростью, слой /₂ — с еще меньшей скоростью и т. д. Наконец, слой 1_В, непосредственно прилегающий к неподвижной пластине В, не движется вообще. Такой характер течения жидкости называют ламинарным потоком (лат. lamina — пластинка).

• Ламинарное течение — течение, при котором жидкость или газ перемещаются слоями без перемешивания и пульсаций (т.е. беспорядочных быстрых изменений скорости и давления).

Таким образом, при движении пластины А относительно пластины В

dv

в жидкости возникнет градиент скорости —, а для поддержания постоянной ад;

скорости поступательного движения пластины А в условиях жидкостного трения к ней необходимо прикладывать постоянную силу F. Эта сила, приведенная к единице площади пластины А, называется напряжением сдвига а.

Рис. 2.15. Схематическое изображение течения жидкости между двумя пластинами

Согласно закону Ньютона.

где г| — вязкость жидкости.

В единицах СГС вязкость измеряется в пуазах (П) или сантипуазах (сП), а в единицах СИ — в паскаль-секундах (Па-с), причем 1 П = 0,1 Па-с.